Яд скорпиона. Яд беспозвоночных и позвоночных

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 21.12.2024

Моя работа посвящена изучению ядовитых животных и роли яда в их жизни. Актуальность моей работы заключается в том, что сейчас, в современном мире, интенсивно развивается туризм и постоянно возрастает интерес к путешествиям в тропические, экзотические страны, фауна которых очень разнообразна и многие виды животных являются ядовитыми и по истине опасными.

Целью моей работы является изучение ядовитых беспозвоночных и позвоночных животных, а также выяснение какую роль в их жизни играет яд.

Задачами моей работы являются изучение ядовитых животных, особенно обитающих в пределах современной России и бывшего СССР.

ядовитость укус насекомый земноводный

2. Понятие о ядовитости у животных

Ядовитость — универсальное и широко распространенное явление в живой природе. В современном мире насчитывается большая часть самых разнообразных ядовитых животных. Ядовитые животные обитают во всех природных и климатических зонах. Такие животные могут с помощью своего яда убивать других животных или отражать нападение.

В мире существует более пяти тысяч самых разнообразных видов ядовитых животных. Ядовитость у животных проявляется по-разному. Зачастую многие ядовитые животные обладают особыми железами, которые и вырабатывают токсины. Ядовитые железы животных имеют связь с определенным органом, которым они поражают свою жертву. Это могут быть как обычные клетки, которые есть у медузы, или жало скорпиона или осы. Яд некоторых рыб может попасть в организм, если дотронуться до плавников. Многие животные способны ввести яд в организм жертвы при укусе. К примеру, у змей и пауков, ядовитые железы связаны с органами рта. При таком укусе токсин проникает прямо в кровь и быстро распространяется по организму, парализуя или убивая жертву.

Ядовитые животные подразделяют на пассивно и активно – ядовитых. Первые, как правило, не имеют ядовитых органов, а также органов активного нападения. К этой группе относятся некоторые насекомые, моллюски, рыбы. К активно – ядовитым животным относятся некоторые виды рыб, например, скорпеновые рыбы (морской ерш и морской дракон), обитающие в Черном море [11].

Стратегия ядовитости в животном мире имеет два основных направления: это использование чужих ядов (вторично-ядовитые животные) и выработка собственных ядовитых веществ (первично-ядовитые животные). Вторичная ядовитость, как правило, не обеспечивает индивидуальной защиты, а лишь ценой гибели отдельной особи повышает шансы выживания популяции в целом. Более совершенными являются вооруженные активно-ядовитые животные. Можно признать, что использование собственной ядовитости (особенно в сочетании с вооруженным ядовитым аппаратом) является прогрессивным признаком, обеспечивающим более пластичное приспособление организма к среде.

Необходимо помнить, что у ядовитых животных ядовитое начало предназначено либо для защиты от врагов, либо для охоты. Чаще всего человек случайно сталкивается с ядовитыми животными, по неосторожности или незнанию взяв животное в руки, наступив на него или разрушив убежище или гнездо. Поэтому одной из основных мер профилактики укусов является хотя бы ориентировочное знание образа жизни и мест обитания ядовитых животных [10].

2.1 Ядовитые беспозвоночные

2.1.1 Ядовитые паукообразные

Более или менее ядовиты все пауки. Но укусы большинства из них не опасны для человека или даже безболезненны. В нашей стране для человека опасны только два вида паука, обитающие на юге, это укусы тарантула и каракурта. Последний особенно опасен [1].

Скорпионы – это паукообразные, средних или крупных размеров, обитающие в областях с теплым климатом. В пределах СНГ обитает 15 видов скорпионов, большинство в Средней Азии. Скорпион схватывает добычу и перегибает брюшко через спину вперед и вонзает иглу в тело жертвы. Мелкие скорпионы человеку не опасны, хотя в литературе описан ряд смертельных случаев, особенно среди детей, от укола крупных тропических скорпионов.

В Крыму, на Кавказе и в Средней Азии обитают различные виды скорпионов (желтый, итальянский, кавказский и др.), секрет особых желез, который ядовит для человека. Тонкое задне-брюшье ("хвост") скорпионов оканчивается острым изогнутым "жалом", соединенным с двумя ядовитыми железами. Скорпионы часто обитают в поселках, укрываясь в стенах домов, под камнями в садах. В поисках добычи нередко заползают в дома, где прячутся в обувь, одежду, мебель. Укус скорпионов болезнен, сопровождается сильным отеком, покраснением кожи. В течение первого часа развиваются судороги, затрудняются дыхание, глотание, речь. Появляются боли в области сердца, озноб, тошнота, одышка. Первая помощь — грелки, горячая ванна и горячее питье. Свой яд скорпион использует в целях защиты [4].

Каракурт кусает не больно, но последствия очень тяжелые. Каракурт обычно кусает спящего человека, человек во сне чувствует укол иглы. Но уже через пять – девять минут появляется резкая боль в месте укуса, а потом распространяется по всему телу. У человека немеют ноги, невозможно ходить, человек падает. Его мучает удушье, жажда и страшные боли, особенно в животе, груди и пояснице. Мышцы живота напряжены и тверды, как доска, глаза налиты кровью дыхание поверхностное, лицо обливается потом, температура немного повышенная, нормальная или даже понижена. Человек мечется, раскидываясь в разных позах, и все ему кажется, что он сейчас умрет. Возбуждение сильное; алкоголь, даже в сильных дозах, не пьянит.

В тяжелых случаях смерть наступает через час или два. Процент смертельных исходов не меньше, чем от укусов гадюки. Иногда укусы каракуртов люди переносят легко, если кусает неполовозрелый паук, или самец.

Каракурт очень опасен , особенно для разных зверьков и зверей. На первый взгляд это странно: почему у яда каракурта такая ненужная, казалось бы, специфика, ведь паук охотится не на зверей, а на насекомых и паукообразных? Зачем эволюция его так вооружила?

У этой необычайной адаптации есть свой определенный смысл - обеспечение победы в борьбе за норы! В спаленной зноем пустыне или полупустыне они для ядовитого паука самое надежное укрытие от солнца. Песчанки, суслики, с ужасом обнаружив, что дом их занял незваный и смертоносный гость, без всякого сопротивления покидают свою нору [1].

Тарантул после укуса оставляет не большую боль, но значительную болезненность, обширное покраснение и опухание тканей в месте укуса. Болей во всем теле нет, но человек чувствует апатию, сонливость, а не возбуждение.

Хотя яд тарантула для некоторых животных смертелен, для жизни человека он опасности не представляет. Яд используют для охоты и защиты [1].

Паук сцитодес, живущий в Шри-Ланке имеет ядовитую слюну. Коснувшись мухи, она ее и связывает и убивает. Своей слюной сцитодес обороняется, от других пауков.

Около 600 видов. Они очень лохматые и страшные. Самые большие птицееды – это эврипельмы и граммостоллы, наделенные опасным, но не смертельным для человека ядом. Как правило, свой яд пауки используют для охоты [2].

Яд скорпиона. Яд беспозвоночных и позвоночных

К другим хорошо изученным зоотоксинам относят яд скорпионов. Он смертелен для детей, но не смертелен для взрослых. Этот яд воздействует на различные молекулярные компоненты клетки, включая К+-каналы. Зоотоксины вырабатывают многие морские животные, включая позвоночных, например рыб (скат, рыба-скорпион, рыба-лев), имеющих ядовитые шипы. Их яд может вызвать сильную боль и повреждение ткани, но обычно он не смертелен. Как правило, этот яд представлен смесью белков и полипептидов. Тетродотоксин — низкомолекулярный яд рыбы-собаки. Это высокоселективный блокатор натриевых каналов, используемый как анестетик и фармакологический диагностический реагент. Интересно, что рыбу-собаку в Японии употребляют в пищу как деликатес (фугу) после тщательного удаления наиболее ядовитых частей (печень и кишечник).

Различные виды беспозвоночных также содержат опасные зоотоксины:
• медузы (кишечнополостные) и кораллы. Их яд находится в специальных органеллах — нематоцистах. Количество попадаемого из нематоцист яда ограничено, если только не поражается большая поверхность кожи. Укусы некоторых кубомедуз, обитающих в водах Австралии, могут быть смертельными для детей. Во многих прибрежных областях в мире существует опасность укуса медуз, таких как «Португальский фрегат» (не настоящая медуза, а гидроид рода физалия);
• некоторые виды осьминогов, которые вводят в свою жертву тетродотоксин — селективный блокатор Nа+-каналов. В Австралии от этих моллюсков погибают дети;
• различные тропические моллюски, например брюхоногие моллюски. Их зоотоксины обладают выраженной селективностью в отношении разных молекулярных мишеней. В зависимости от вида брюхоногие моллюски могут поражать рыб, червей или других моллюсков. Эти моллюски вводят свой яд через специальный полый шип (гарпун). Каждый вид моллюска обладает собственным конотоксином, который высокоселективен в отношении таких специфических участков, как ионные каналы и рецепторы. Например, определенный конотоксин может быть селективным блокатором кальциевых каналов N-типа (нейрональных). Один из таких конотоксинов используют в виде местных инъекций для снятия сильной боли.

Другие виды моллюсков содержат токсины, роль которых велика в экологии видов. Примерами могут быть разные жалящие насекомые, например пчелы и шершни. Еще один удивительный пример — это клещи, вырабатывающие ядовитую слюну, которая обладает аниткоагулянтными, противовоспалительными и анальгетическими свойствами, что помогает клещам избегать обнаружения большим организмом в течение 7-10 дней. Пиявки способны присасываться к макроорганизму и высасывать кровь, будучи незамеченными. Для свободного тока крови, которой они питаются, пиявки вводят гирудин — антагонист тромбина. Гирудин используют в медицине в качестве антикоагулянта.

Различные виды позвоночных помимо ядов вырабатывают некоторые вещества, токсичные для других видов. Беспозвоночные (грибы и бактерии) также часто вырабатывают токсины. Бактериальные токсины, возможно, служат для других целей, а не для поражения макроорганизма. Многие антибактериальные полипептиды, выделенные из бактерий, предположительно приспособлены для защиты. Грибы тоже используют разные сложные небелковые молекулы в качестве средств, отпугивающих хищников и конкурентов. Токсины грибов оказывают губительное действие на многие виды, включая бактерии, поэтому источником большинства антибиотиков, применяемых в терапии, остаются грибы, хотя зачастую их применяют в форме полусинтетических производных исходного соединения.

Употребление загрязненной грибами пищи, например арахиса, контаминированного афлатоксином, гепатотоксином и канцерогеном, вырабатываемым Aspergillus flavus, а также грибов, ошибочно принимаемых за съедобные, является причиной многих отравлений. Эти грибы содержат широкий спектр токсичных молекул, вызывающих повреждение печени и почек.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Ядовитые представители типа Членистоногие класса Паукообразные

Строение ядовитого аппарата паукообразных. Среди ядовитых представителей типа Членистоногих (Arthropoda) наиболее полно изучены виды, относящиеся к классам Паукообразных (Arachnida), Насекомых (Insecta) и Многоножек (Myriapoda).

Ядовитость пауков и скорпионов тесно связана с их хищническим образом жизни.

Как и большинство паукообразных, пауки и скорпионы питаются живой добычей, главным образом насекомыми. Разрывая хитиновые покровы жертвы, паукообразные вводят внутрь пищеварительные соки, обладающие протеолитическим действием и облегчающие всасывание и переваривание разжиженного содержимого. При этом пауки не только удерживают свою добычу хелицерами, но и с помощью когтевидного кончика хелицеры, на котором открывается проток ядовитой железы, вводят в тело жертвы парализующий яд. Скорпионы парализуют свою добычу с помощью острой иглы ядовитой железы, расположенной на концевом членике брюшка («хвосте»). Несмотря на морфологические различия, ядовитые железы пауков и скорпионов имеют общее покровное (гиподермальное) происхождение [4,11,12].

Отряд Скорпионы (Scorpiones). Экология и биология.

В мировой скорпиофауне насчитывается свыше 1500 видов скорпионов, из которых в нашей стране встречается 13-15 видов, относящихся к сем. Chactidae и Buthidae. К первому из названных семейств принадлежат итальянский скорпион Euscorpius italicus (Herbst), мингрельский скорпион Е. mingrelicus (Kessler) и крымский скорпион Е. tauricus (Her.). Красновато-бурый или темно-коричневый итальянский скорпион распространен от Сочи до Батуми по узкой прибрежной лесной полосе Черного моря. Длина его тела достигает 55 мм. Несколько меньших размеров (до 40 мм) мингрельский скорпион, который от Черноморского побережья углубляется в глубь материка по долинам рек. Окраска его тела темно-коричневая с красноватым оттенком. Примерно таких же размеров (35-40 мм) крымский скорпион, имеющий светло-желтую окраску и встречающийся на южном берегу Крыма.

Более крупными являются представители сем. Buthidae, в том числе пестрый скорпион Buthus eupeus (С. Koch), кавказский скорпион Buthus caucasicus (Nordm.), толстохвостый скорпион Androctonus crassicauda (Oliv.) и черный скорпион Orthochirus scrobiculosus. Желтый с зеленоватым отливом, пестрый скорпион широко распространен на юге европейской части (встречается в Нижнем Поволжье), Закавказье, Средней Азии, Казахстане.

Длина его тела достигает 65 мм. Близкий вид - кавказский скорпион - более крупный, длиной до 80 мм, желтого цвета с различными вариациями в тональности. Самый крупный скорпион фауны СНГ - толстохвостый - достигает длины до 100 мм. Эндемик Восточного Закавказья встречается в Нахичеванb и Западной Армении. Цвет тела от темно-бурого до темно-зеленого. Сравнительно небольшой (длина до 50 мм) черный скорпион распространен в Средней Азии.

В пределах своего ареала скорпионы живут как в местах с влажным климатом (гигрофильные формы), так и в песчаных пустынях (ксерофильные формы) и на высоких сухих и безлесых каменистых плоскогорьях, в местах, защищенных от северных ветров. Скорпионы исключительно ночные животные. С наступлением рассвета они прячутся под камнями, в углублениях почвы, под лесной подстилкой, корой деревьев, а также в щелях всевозможных построек, в том числе и жилых помещений.

Питаются скорпионы пауками, сенокосцами, многоножками и другими беспозвоночными и их личинками, используя яд только для обездвиживания крупной добычи. В неволе известны случаи голодания до 1,5 лет. В экстремальных условиях возможен каннибализм.

Самка пестрого скорпиона вынашивает своих детенышей почти год. Новорожденных бывает 15-30. Родившиеся скорпиончики имеют беловатый гладкий покров. Освободившись от амниотической и серозной оболочек детеныши через 20-30 мин забираются на тело матери и остаются там 10-12 дней.

Строение ядовитого аппарата. Согласно рисунка 1 на членистой гибкой метасоме («хвосте») имеется анальная лопасть, или телъсон, заканчивающийся ядовитой иглой. Размеры иглы и форма тельсона варьируют у разных видов. Крупный тельсон с мощной иглой имеется у скорпионов-бутоидов: пестрого, кавказского и особенно толстохвостого, что и делает их более опасными по сравнению с хактоидами (итальянским, мингрельским и крымским), обладающих небольшим тельсоном и иглой. В тельсоне находится пара ядовитых желез, протоки которых открываются вблизи вершины иглы двумя маленькими отверстиями. Каждая железа имеет овальную форму и сзади постепенно суживается в длинный выводной проток, который проходит внутри иглы. Стенки железы складчатые, и каждая железа окружена изнутри и сверху толстым слоем поперечных мышечных волокон. При сокращении этих мышц секрет выбрасывается наружу. Наиболее эффективным способом получения яда скорпионов является электрическая стимуляция тельсона.

Картина отравления. Ужаления скорпионов вызывают чрезвычайно сильные болевые ощущения, а иногда приводят к смертельному исходу, особенно у детей. Местные проявления интоксикации выражаются в сильной, жгучей, иррадиирующей боли, гиперпатии, отеке, гиперемии тканей, реже возникновении пузырей с серозным содержимым. К общетоксическим симптомам относятся: головная боль, головокружение, слабость, нарушение сознания, расстройство терморегуляции, судороги (особенно у детей), дрожание мышц, затруднение дыхания, учащенное сердцебиение, изменение артериального давления, слезо- и слюнотечение, обильное выделение из носа. Нередки панкреатиты и миокардиты. У детей опасность представляет отек легких.

Первая помощь. Необходимо обеспечить покой больному, наложить тепло на зону ужаления, дать анальгетики. Врачебная помощь должна быть в основном направлена на нормализацию функций нервной системы и купирование болевого синдрома. Лечебная сыворотка в разработана, но в промышленном масштабе не производится.

Химический состав и механизм действия яда. Действующее начало яда скорпионов представлено нейротоксическими полипептидами, имеющими выраженную видовую специфичность. Одни из них избирательно парализуют насекомых (так называемые инсектотоксины), другие действуют преимущественно на млекопитающих (токсины для млекопитающих).

Инсектотоксины «короткого типа», выделенные из яда скорпиона Buthus eupeus, представляют собой полипептидные цепочки, состоящие из 33-36 аминокислотных остатков с молекулярной массой - 4000.

Нейротоксины для млекопитающих состоят из 65-67 аминокислотных остатков, их молекулярной массой - 7000.

По сравнению с ядом пестрого скорпиона яд черного скорпиона более выражен своей ядовитостью.

Нарушение нейрогуморальной регуляции при воздействии яда скорпионов приводит к развитию широкого спектра патологических реакций: судорожные сокращения скелетной и гладкой мускулатуры, изменение тонуса сосудов и деятельности сердца, поражение функций нервной и эндокринной систем. Введением токсинов в желудочки мозга экспериментальных животных можно вызвать состояние, характерное для малого эпилептического припадка.

Практическое значение. Нейротоксины скорпионов используются при исследовании молекулярных механизмов передачи нервных импульсов и моделировании на животных патологических состояний (эпилепсии, панкреатита).

Эрезус - Eresus niger Pet. Класс Паукообразные, или Арахниды - Arachnida. Отряд Пауки - Aranei. Семейство - Eresidae

Экология и биология. Средней величины (9-16 мм) паук. У самок брюшко бархатисто-черное, у самцов дорсальная поверхность брюшка оранжево-красная с четырьмя черными пятнами. Распространен на юге европейской части, Средней Азии. Живет в норах, в земле под камнями. Жилая трубка погружена в почву и связана с наземным паутинным пологом. Добычу, в основном, составляют жуки. В подходящих местах численность достигает 3-4 особи/100 м 2 .

Картина отравления. Укусы очень болезненны. При укусе паук глубоко запускает хелицер в кожу, впуская в ранку крупные капли яда.

В месте укуса чувствуется резкая мгновенная боль, быстро сменяющаяся чувством онемения. Затруднения в движениях и боль при надавливании в области укуса наблюдается в течение 2-6 дн.

Химический состав и механизм действия яда. Состав яда практически неизучен. В экспериментах на ганглии брюшной нервной цепочки таракана яд вызывает деполяризацию, сопровождающуюся блоком синаптической передачи. Нарушение синаптической передачи может быть связано с истощением запасов ацетилхолина. В опытах на нервно-мышечных препаратах лягушки и саранчи установлено увеличение частоты сердечных, что свидетельствует о пресинаптическом характере действия яда [4,11,12,13].

Погребной паук - Segestna florentina Rossi. Семейство Погребные пауки - Segestriidae.

Экология и биология. Крупный паук, головогрудь 6-8 мм. Дорсальная поверхность брюшка серо-фиолетовая или серовато-коричневая с темными пятнами. Сильные хелицеры с металлическим зеленовато-бронзовым отливом составляют половину длины головогруди. На ногах нет темных колец. Распространен в основном в Крыму, а также в прилегающих районах Причерноморья, Приазовья, на Кавказе. Обитает под камнями, в лесной подстилке, во мху, на стволах деревьев. Жилая трубка имеет форму воронки, от расширенной части которой отходят сигнальные нити. Охотится днем и ночью. При ловле добычи выскакивает из жилой трубки, хватает жертву хелицерами и мгновенно прячется обратно.

Картина отравления. У укушенных животных наблюдается повышенная возбудимость, спазм, судороги, прострация, параличи. Смерть белых мышей массой 20 г. наступает через 3-30 мин после укуса.

Химический состав и механизм действия яда. Из яда выделен нейротоксин с молекулярной массой~5800, р/ 4,75, содержащий четыре остатка цис-теина и имеющий N-концевую аминокислоту аргинин. Цельный яд и нейротоксин вызывают возбуждение нервных и мышечных мембран. Добавление яда к нервно-мышечному препарату лягушки приводит к спонтанному сокращению мышцы. При аппликации на седалищный нерв яд вызывает пролонгирование ПД за счет удлинения нисходящей фазы. В опытах на беспозвоночных также установлено усиление спонтанной активности ганглия брюшной нервной цепочки. Описанные эффекты обусловлены замедлением скорости инактивации натриевых каналов возбудимых мембран под влиянием нейтротоксина (ср. с ядом скорпионов) [4].

Стеатода - Steatoda (Lithyphantes) paykulliana Walk. Класс Паукообразные, или Арахниды - Arachnida. Отряд Пауки - Aranei. Семейство Пауки-тенетники - Theridiidae.

Относящийся к тому же семейству, что и каракурт, паук Steatoda paykulliana также обладает нейротропным ядом. Это пауки с черным шарообразным брюшком, на вентральной поверхности которого имеются расходящиеся от центра белые полосы. Длина головогруди не менее 3,5 мм. Хелицеры вертикальные и не очень крупные. Распространен в Причерноморье, Крыму, на Кавказе, в Средней Азии и Казахстане.

Яд обладает высокой токсичностью для насекомых и меньшей - для млекопитающих. Под его действием значительно усиливается высвобождение нейромедиаторов из нервных окончаний, за счет мобилизации кальция в аксоплазме.

Действующее начало яда представлено токсином олигомерной природы. Компонент с молекулярной массой ~ 100000 обеспечивает связывание с мембраной пресинаптического окончания, тогда как низкомолекулярный компонент (молекулярная масса ~ 5000) проникает в мембрану и формирует каналы для Са + , находящегося в периневральном пространстве [4].

Обыкновенный крестовик - Araneus diadematus Cl. Класс Паукообразные, или Арахниды - Arachnida. Отряд Пауки - Aranei. Семейство Пауки-кругопряды - Araneidae.

Экология и биология. Крупные пауки (самки до 25 мм). Дорсальная поверхность брюшка красновато- или черно-коричневая с ясными белыми пятнами, расположенными впереди в виде креста.

Широко распространен вплоть до Крайнего Севера.

Обычен на деревьях, кустарниках, часто встречается в домах и сараях. Плетет колесовидные тенета с логовищем обычно за их пределами.

Картина отравления. В месте укуса жгучая боль, кровоизлияния в подкожную клетчатку, головные боли, слабость, иногда колики и суставные боли. В месте укуса может развиться некроз тканей. Смертельные исходы достоверно неизвестны.

Лечение симптоматическое.

Химический состав и механизм действия яда. Яд токсичен для беспозвоночных и позвоночных животных. В составе яда имеется термолабильный гемолизин, действующий на эритроциты кролика, крысы, мыши, человека, тогда как эритроциты морской свинки, лошади, овцы и собаки к нему устойчивы. Термостабильный нейротоксический компонент яда имеет молекулярную массу ~1000. Нейротоксин блокирует синаптическую передачу через ацетилхолиновые и глутаматные синапсы позвоночных и беспозвоночных животных. На культуре нейронов спинного мозга яд оказывает начальное возбуждающее действие на рецепторы, чувствительные к глутамату и аспартату, с последующей десенситизацией.

Полный блок нервно-мышечной передачи у саранчи развивается через 35 мин, а у лягушки - 15 мин после добавления в омывающий раствор гомогената ядовитых желез паука в конечной концентрации 2 железы в 2 мл. На синапсы позвоночных яд действует обратимо в отличие от необратимого эффекта на синаптический аппарат беспозвоночных [4].

Аргиопа - Argiope lobata Pall. Класс Паукообразные, или Арахниды - Arachnida. Отряд Пауки - Aranei. Семейство Пауки-кругопряды - Araneidae.

Экология и биология. Средней величины пауки, самки длиной 12 - 15 мм. Брюшко серебристо-белое, без черных поперечных полос. По краям брюшка шесть глубоких выемок-долек, цвет которых варьирует от темного до оранжевого. Тенета колесовидные. Центр сети густо заплетен паутинными нитями.

Распространен на юге европейской части, Кавказе, Казахстане, Средней Азии. Характерен для зон пустынь, полупустынь, степей.

Химический состав и механизм действия яда. Яд обладает парализующим действием на позвоночных и беспозвоночных животных. Холинергические синапсы позвоночных примерно в 30 раз менее чувствительны к действию яда, чем глутаматергические синапсы беспозвоночных. В состав яда входит высокомолекулярный компонент с пресинаптическим действием, угнетающий высвобождение нейромедиаторов в ответ на стимуляцию нерва, но не затрагивающий процесс спонтанного высвобождения. Низкомолекулярный компонент - аргиопин - ответствен за блокирующий постсинаптический эффект.

Аргиопин имеет молекулярную массу ~ 636. Особенностью строения его молекулы является наличие 2,4 - диоксифенолуксусной кислоты и полиамина, не характерных для биотоксинов. Аргиопин взаимодействует с ионными каналами глутаматного рецептора беспозвоночных и менее специфично (Х_Д~2,4-1 (Р 5 моль) - с ацетилхолиновыми рецепторами позвоночных. В настоящее время из яда выделено семейство изотоксинов (аргиопинов, аргиопининов и др.).

Практическое значение. Может найти применение в научных исследованиях при изучении механизмов передачи возбуждения через глутаматергические синапсы [4].

Ученые создали лекарство против рака и аутоиммунных заболеваний из яда скорпиона

Яд пестрых скорпионов можно использовать для лечения аутоиммунных болезней и некоторых типов рака. К такому выводу пришли биологи, которые настроили взаимодействие молекул яда с каналами калия, создав эффективный блокатор утечки ионов из организма.

Калиевые (К+) каналы — важные мембранные белки для всех живых организмов, они контролируют вывод ионов калия из организма. Для млекопитающих особое значение имеют каналы с напряженными связями (KVs), в частности KV1.3 —одна из наиболее изученных изоформ К+, которая участвует в развитии аутоиммунных заболеваний (например, рассеянного склероза и сахарного диабета первого типа) и некоторых типов рака.

Одно из направлений фармакологических исследований — поиск способа повлиять на KV1.3 и тем самым найти лекарство от многих болезней. Ученые активно исследуют природные соединения: растительные экстракты и яды животных. Биологи уже много лет используют их при производстве лекарств: например, яд конусной улитки входит в состав экспериментальных препаратов от болезни Альцгеймера и эпилепсии.

«Яд животных служит богатым источником перспективных соединений, влияющих на ионные каналы, которые могут быть использованы в качестве потенциальных лекарств», — говорят авторы исследования. Действительно, белки и токсины, которые содержатся в ядах некоторых животных, попадают на клетки и блокируют вывод веществ из них. Для здорового человека это смертельно, но при некоторых нейродегенеративных болезнях, когда утечка ионов калия из клеток слишком сильная, таким способом можно помочь пациенту.

Группа российских ученых создала лекарство на основе яда пестрого скорпиона (Mesobuthus eupeus). Он не смертелен: при контакте с ним человек будет ощущать боль, зуд, отек и жжение. Некоторые его компоненты уже использовались для лечения малярии и артрита. Для нового исследования биологи выделили из токсина белок MeKTx13-3, который затрагивает работу каналов KV1.1 и в меньшей степени KV1.3. Чтобы сделать из него препарат, влияющий на KV1.3, пришлось изучить, как он взаимодействует с разными типами ионных каналов. Подробности исследования опубликованы в журнале Frontiers in Pharmacology.

Исследователи установили, что структуру белка можно изменить и сильно снизить его влияние на KV1.1. Выяснилось, что нужно заменить всего четыре аминокислоты, чтобы ослабить воздействие белка на KV1.1 и KV1.2 и предотвратить электростатическое отталкивание ионов. Опыты на зародышах лягушек показали, что ученым удалось в 100 раз повысить эффективность воздействия токсина на каналы KV1.3. Они собираются использовать новое соединение, названное MeKTx13-3_AAAR, для создания препаратов против нейродегенеративных расстройств, аутоиммунных заболеваний и рака.

Для большинства людей химиотерапия — очень страшное слово. Насколько оправдан такой страх, а также о терапевтических возможностях современных химиопрепаратов, методах снижения побочных эффектов от .

Скорпион, меняющий состав яда

На фото — скорпион Liocheles waigiensis, довольно обычный обитатель тропиков Азии, Австралии и Океании. Этот вид скорпионов не очень ядовит (об этом говорит маленький хвост) и для защиты в основном использует клешни. По свидетельствам ужаленных, для взрослого человека последствия будут не сильнее, чем от укуса пчелы. Но даже такой слабый яд — какое-никакое, но оружие. А любое оружие, как известно, можно использовать и для защиты, и для нападения. Но что делать, если твои жертвы обычно беспозвоночные, а враги — млекопитающие (да-да, мелкие млекопитающие являются естественными врагами многих скорпионов)? Очевидно, подгонять состав яда под текущую задачу.

Основа яда любого скорпиона — нейротоксины. Это несколько видов небольших (обычно 60–70 аминокислотных остатков) белков, нарушающих работу потенциал-чувствительных натриевых каналов, которые являются одним из важнейших компонентов в передаче нервных импульсов. Так что любое масштабное нарушение их работы, как правило, приводит к смерти организма. Скорпионьи α-нейротоксины активируют канал, в течение длительного времени поддерживая его открытым, однако делают это по-разному: одни мешают каналу закрыться, а другие — ускоряют открытие уже закрытого канала. Внутри этих двух подтипов существуют специализированные варианты токсинов, одни из которых специфичны для беспозвоночных (например, насекомых), другие — для млекопитающих. У насекомых существует только один тип каналов, а вот у млекопитающих их целых девять. Токсины скорпионов имеют в составе части, называемые «сердцевина» и «модуль специфичности». «Сердцевина» отвечает за распознавание канала, а модуль специфичности — за приспособленность токсина к специфическому действию на определенный тип каналов.

Модульная структура α-токсинов скорпионов — небольших белков, составленных из β-листа и α-спирали, скрепленных дисульфидными связями. Эта структура образует «сердцевину» молекулы, а две петли и C-конец складываются в динамически подвижный «модуль специфичности» (показан пунктиром), отличающийся у токсинов, действующих на млекопитающих и насекомых. Рисунок из статьи A. O. Chugunov et al., 2013. Modular Organization of α-Toxins from Scorpion Venom Mirrors Domain Structure of Their Targets, Sodium Channels

Чтобы понять, как скорпионы справляются с этой задачей, австралийские ученые провели эксперимент: скорпионов из дождевых лесов Квинсленда разделили на четыре группы. Животных из первой группы кормили живыми сверчками (скорпионы активно охотились с использованием яда), а также подвергали «атакам» мышиного чучела. Вторую группу кормили мертвыми сверчками (яд не нужен) и одновременно пугали мышью. Скорпионы, попавшие в третью группу, охотились на живых сверчков, но не были подвергнуты «нападению врага». Четвертую — контрольную — группу просто кормили мертвыми сверчками. После 6 недель эксперимента яд скорпионов из каждой группы взяли на химический анализ. Как оказалось, состав яда у особей, которых подвергали стрессу в виде чучела или живого грызуна, менялся. По сравнению с животными, которые питались сверчками, у «испуганных» скорпионов в яде возросло количество компонентов, ядовитых для млекопитающих, а уровень нейротоксинов, опасных для беспозвоночных, наоборот, немного снизился. При этом диета скорпионов (мертвые и живые сверчки) на состав яда не влияла.

Охота скорпиона Liocheles waigiensis на живых сверчков. Видно, как для обездвиживания жертвы скорпион использует хвост

Это исследование впервые показало адаптивную пластичность состава яда у ядовитых животных — раньше считалось, что яд скорпионов всегда одинаковый. Скорпионы оказались способны за довольно короткий срок в несколько недель подстраивать яд под особенности окружающей среды. Как мало мы, все-таки, знаем об адаптациях ядовитых животных!

Читайте также: